Фізика та екологія. Альтернативні джерела енергії

Уявіть,що ви на тиждень опинилися без усіх сучасних здобутків цивілізації.Ви не можете спікуватися зі своїми друзями по мобільному телефонуі в Інтернеті,ваша квартира не опалюється,не подається електрика,ви не можете скористатися транспортом…

Швидкий розвиток техніки,яка потребуэ все быльше і бльше енергії-це призводить до значного погршення екологічної ситуації.Які альтернативи запропонуєте?

Які альтернативи ми маємо?

Альтернати́вні джере́ла ене́ргії — будь-яке джерело енергії, яке є альтернативою викопному паливу^[1].

Це поновлювані джерела, до яких відносять енергію сонячного випромінювання, вітру, морів, річок, біомаси, теплоти Землі, та вторинні енергетичні ресурси, які існують постійно або виникають періодично у довкіллі^[2].

Відно́влювальна енерге́тика (також поновна енергетика; англ. renewable energy) — енергетична галузь, що спеціалізується на отриманні та використанні енергії з відновлюваних джерел енергії.

До відновлюваних джерел енергії належать періодичні або сталі потоки енергії, що розповсюджуються в природі і обмежені лише стабільністю Землі як космопланетарного елемента: променева енергія Сонця, вітер, гідроенергія, природна теплова енергія тощо^[1]

1)Потік сонячного проміння на Землю, який отримує енергію завдяки термоядерному синтезу в глибині Сонця — джерело більшості видів відновлюваної енергії, за винятком геотермічної енергії та енергії припливів і відпливів. За розрахунками астрономів Сонцю ще залишилося жити близько п’яти мільярдів років, тому за масштабами людського життя відновлюваній енергії, що походить від Сонця, виснаження не загрожує.

2)Вітроенергетика.

Вітер утворюється в результаті нерівномірного нагрівання поверхні Землі Сонцем. Потоки повітря можуть бути використані для приведення в рух вітрових турбін. Принцип дії всіх вітроустановок один: під напором вітру обертається вітроколесо з лопатями, яке передає крутний момент через систему передач валу генератора, що виробляє електроенергію. Реальний ККД найкращих вітрових коліс досягає 45 % у разі стійкої роботи при оптимальній швидкості вітру. Існують дві принципово різні конструкції вітроенергетичних установок: з горизонтальною і вертикальною віссю обертання^[5].

Сучасні вітрові турбіни мають номінальну потужність від, приблизно, 600 кВт до 5 МВт. Найпоширенішими в комерційному застосуванні, наразі, є повітряні турбіни з номінальною потужністю в діапазоні 1,5—3 МВт. Потужність вітрового потоку пропорційна до площі його перерізу і має кубічну залежність від швидкості вітру, тобто його потужність зростає ще швидше, ніж швидкість вітру^[6]. Найкращими для розташування вітрових електростанцій є місцевості з потужними та сталими вітрами, такі як прибережні смуги та вершини гір.

3)Гідроенергетика.

Гідроенергетика — область господарсько-економічної діяльності людини а також сукупність природних і штучних підсистем (гідроелектростанцій), що служать для перетворення енергії водного потоку в електричну енергію. На цих електростанціях, як джерело енергії використовується потенціальна енергія водного потоку, першоджерелом якої є Сонце, що випаровує воду, котра згодом випадає на височинах у вигляді атмосферних опадів і стікає вниз, формуючи річки.

Гідроелектростанції зазвичай будують на річках, споруджуючи греблі та водосховища. Також можливе використання кінетичної енергії водного потоку на так званих вільнопотокових (дериваційних) ГЕС.

Оскільки густина води приблизно в 800 разів більша за густину повітря^[7][8], навіть повільний потік води, або слабка океанська течія може виробляти істотну кількість енергії.

4)Геотермальна енергетика.

Під геотермальною енергетикою розуміють промислове отримання енергії, зокрема електроенергії, з гарячих джерел, термальних підземних вод. Основним джерелом цієї геотермальної енергії слугує постійний потік теплоти з розжарених надр, направлений до поверхні Землі. Земна кора отримує теплоту в результаті тертя ядра, радіоактивного розпаду елементів, хімічних реакцій.

5)Біопаливо, біоенергетика.

Біомаса є одним з найдавніших джерел енергії, однак її використання до недавнього часу зводилося до прямого спалювання при відкритому вогні або в печах і топках з відносно низьким ККД. Під біомасою розуміються органічні речовини, які утворюються в рослинах в результаті фотосинтезу і можуть бути використані для отримання енергії, включаючи всі види рослинності, рослинні відходи сільського господарства, деревообробної та інших видів промисловості, побутові відходи.

Відновлювана енергетика в Україні.

В Україні дослідженнями проблем відновлюваної енергетики займається, зокрема, Інститут відновлюваної енергетики НАНУ, Міжгалузевий науково-технічний центр, Біоенергетична асоціація України^[20] інші науково-дослідні установи та приватні підприємства.

За оцінками дослідників^[21], загальний економічно-доцільний потенціал відновлюваних та нетрадиційних джерел енергії в Україні становить, приблизно, 454.4 млрд кВт год. або 59.2 млн т у. п. на рік. Станом на 1998 рік, 3,05 % від загального обсягу споживання енергії було отримано з відновлюваних джерел енергії.^[22] Станом на 2012 рік, відновлювані джерела енергії становили лише 2 % від енергоспоживання в країні.^[23]

Україна приєдналася до Європейського енергетичного співтовариства і взяла на себе зобов’язання до 2020 року виробляти 11 % електроенергії із відновлюваних джерел енергії^[24]. Від 2009 року об’єкти відновлюваної енергетики в Україні отримали право на використання зеленого тарифу.

                                    Висновок:

Людина постійно змінювала джерела енергії:спочатку це було Сонце,потім вогонь…Але людство лише зараз відчуло таку гостру потребу у швидкому переході до нових джерел енергії як зараз.Перехід до нових джерел енергії потрібно зробити якомога ранше.З плином часу людство зміне основне джерело енергії.